[發明專利]一種以塑料粉末和復合材料制取3D打印耗材的多功能球形顆粒的加工方法

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• 申請號: 201910159768.6
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109849215A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 張文華;張文彬
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾大學
• 主分類號: B29B9/06
• 分類號: B29B9/06;B29B9/14;B33Y70/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種以塑料粉末和復合材料制取3D打印耗材的多功能球形顆粒的制備方法，其中包括如下步驟：將塑料粉末、復合材料粉末、添加劑、粘合劑、按比例混合、機械混煉；混煉后的料塊用擠出機擠出圓條，切成圓段；拋圓后進入筒式烘干機烘干，把水分烘至小于1％，制得3D打印耗材的多功能球形顆粒生料；生料加入夾層筒式烘干機中繼續加溫使物料相互滲透粘合，冷卻后制得3D打印耗材的多功能球形顆粒熟料(即成品)。上述的制備方法，采用反傳統的無熱源低溫團粒法，將多組分材料制成3D打印耗材的多功能球形顆粒產品，該方法產能大，且加工成本低，節能環保，可循環利用。

技術領域

本發明涉及塑料多功能復合材料加工技術領域，特別涉及一種利用塑料粉末加入各種功能性材料，通過物理合成、機械團粒法，加工成3D打印球型顆粒耗材的制備方法。

背景技術

目前3D打印技術世界各國都在大力研發，特別是3D打印耗材的研發備受關注。現多以粉末、線材為主。塑料顆粒加工普遍采用電加熱擠出法，工藝復雜、能耗高、產能受設備的影響較大，且成本高、產能低，難以實現規模化生產。能否找出一種功能性強、適應性廣，材料易得、節能環保、成本低廉、可循環利用的3D耗材生產加工方法，是解決3D打印技術發展速度的關鍵所在。塑料粉末和復和材料制取3D打印耗材的多功能球形顆粒的新工藝，是提高3D打印技術發展速度方法之一，也是解決大規模工業化、連續多樣化生產的主要途徑。

附圖說明

附圖1為生產工藝流程圖

發明內容

針對現有的塑料3D打印耗材開發技術問題和拓展3D打印技術領域的技術要求。本發明的目的是：提出一種顛覆傳統塑料顆粒生產工藝，采用無熱源低溫團粒法，制取3D打印耗材的多功能球形顆粒的新方法。本發明是一種以塑料粉末和復合材料制取3D打印耗材的多功能球形顆粒的新方法。步驟如下：

步驟一：按照3D打印顆粒耗材的功能性要求，將熱塑性塑料粉末與功能性填料、粘合劑、添加劑、改性劑、染色劑等按比例進行混合。

步驟二：將計量混合好的物料和水按比例進行機械混煉，制得軟硬適中的料塊；

步驟三：將混煉后的料塊加入到多孔擠出機，擠出圓條后，用削粒裝置，將圓條切成長度與直徑相同的圓段；

步驟四：將切成圓段的物料加入拋圓機中拋圓，然后投入筒式烘干機烘干，把水分烘干至小于1％，形成混合顆粒料；

步驟五：將混合顆粒料冷卻、篩分后，制得3D打印顆粒耗材生料(生料可直接用于擠出式3D打印機使用，但水份較高，不易儲藏)；

步驟六：將顆粒生料加入夾層筒式烘干機中，同時加入撲粉劑(膨潤土)加溫至140℃-190℃，使原料相互滲透粘合，制得3D打印顆粒耗材熟料(即成品)。

步驟七：冷卻、篩分、分級。

步驟八：計量包裝。

優選的，在所述步驟一中，3D打印顆粒耗材混合料中，功能性填料包括金屬粉、木粉、玻璃纖維粉、搪瓷粉、骨蹄角粉、礦粉、木粉、廢紙粉、生物質粉末等。

再優選的，在所述步驟一中，3D打印顆粒耗材混合料中的粘合劑包括：膨潤土、樹脂、鎂基膠、水等。

再優選的，在所述步驟一中，3D打印顆粒耗材混合料中塑料粉末應小于70％(重量百分比)。

再優選的，在所述步驟一中，3D打印顆粒耗材混合料中粘合劑膨潤土的添加量均不低于20％(重量百分比)。其他粘合劑添加量在1％至5％(重量百分比)。

再優選的，在所述步驟三中，多孔擠出機孔徑為1-2MM、2-4MM、4-6MM、6-8MM、8-10MM。

再優選的，在所述步驟四中，3D打印顆粒耗材混合粒料加入筒式烘干機中烘干，溫度為60℃-70℃。